Etude de deux enzymes paralogues MraY et WecA impliquées dans la biosynthèse de la paroi bactérienne, membres d’une famille de protéines membranaires Polyprényl-phosphate n-acétyl-hexosamine 1-phosphate transférases
Auteur / Autrice : | Bayan Al-Dabbagh |
Direction : | Ahmed Bouhss |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences biologiques. Ingénierie des protéines |
Date : | Soutenance en 2008 |
Etablissement(s) : | Paris 11 |
Partenaire(s) de recherche : | Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L’enzyme mray catalyse la premiere etape membranaire de la biosynthese du peptidoglycane. Elle est essentielle à la viabilite de la bacterie, ce qui fait de cette enzyme une cible privilegiee pour la recherche de nouveaux antibiotiques. La topologie membranaire de mray a ete determinee. Elle est composee de 10 segments transmembranaires, 4 sequences periplasmiques, et 5 sequences cytoplasmiques contenant de nombreux residus invariants. Une partie de ce travail de these a concerne la cartographie du site actif de la translocase mray et l’etude de son mecanisme catalytique. Pour cela, dix-neuf proteines mutantes de mray de bacillus subtilis ont ete produites par mutagenese dirigee des residus invariants. Les plasmides portant ces mutations ont ete testes par complementation fonctionnelle in vivo. Quatorze proteines mutantes, qui n’assurent pas la complementation d’une souche mutante mray thermosensible, ont alors ete purifiees a homogeneite et leur analyse enzymatique a ete effectuee. Les etudes d’activite a differents ph suggerent l’implication du residu d98 dans la deprotonation de l’undecaprenyl-phosphate (c55-p) pendant la catalyse. L’activite enzymatique des proteines mutantes a differentes concentrations de mg2+ a ete determinee. Les resultats suggerent l’implication des residus d174, d177 et h45 dans la fixation du mg2+. L’etude du mecanisme catalytique de l’enzyme mray a ete entreprise. Les resultats de nos experiences supportent l’hypothese selon laquelle la formation du lipide i s’effectuerait selon un mecanisme catalytique en une etape, a savoir l’attaque directe d’un oxyanion du phosphate de l’undecaprenyl-phosphate sur le phosphate ß du substrat nucleotidique. Un autre volet de ce travail a ete consacre a l’etude de la transferase membranaire weca, paralogue de mray et membre de la meme famille d’enzymes, les polyprenyl-phosphate n-acetyl-hexosamine 1-phosphate transferases. Pour la premiere fois, nous avons reussi la surproduction, l’extraction des membranes et la purification a homogeneite de cette enzyme. Sa caracterisation biochimique a egalement ete effectuee. Une partie importante de cette these concerne l’etude et la recherche de nouveaux antibiotiques. Sur la base de la structure de la liposidomycine, un inhibiteur naturel de mray, de nouveaux composes ont ete synthetises. Les effets de ces derniers sur l’activite enzymatique de mray ont ete analyses. Une inhibition interessante a ete observee avec un de ces composes avec une ic50 de 0,58 mm. La derniere partie de cette these concerne l’etude de l’interaction entre les intermediaires lipidiques de la biosynthese du peptidoglycane et un nouveau lantibiotique produit par bacillus claucii, baptise claucine. Ce travail a ete realise par des approches de biophysique. Nous avons montre que les lipides i et ii sont des cibles de ce nouveau lantibiotique. En revanche, l’undecaprenyl-phosphate, l’udp-murnac-pentapeptide ou son analogue pyrophospho-murnac-pentapeptide n’interagissent pas avec la claucine.